PCC桩复合地基褥垫层作用数值分析

褥垫层是PCC桩复合地基的重要组成部分。通过有限元数值模拟,探讨了PCC桩复合地基褥垫层刚度、厚度对桩土应力比以及沉降量的影响,得出桩长方向桩土应力比的分布规律。刚度和厚度是影响褥垫层流动调节能力的主要因素,随其刚度的增加或厚度的减小,桩土应力比增大,沉降减小。从桩顶到桩底,桩土应力比先增大后减小,验证了桩侧负摩阻区的存在,并分析了褥垫层刚度、厚度对该桩土应力比分布以及负摩阻区范围等的影响,得出了一些有益的结论。     

刚性复合地基褥垫层技术

通过分析褥垫层在刚性复合地基中的作用,包括调整桩土应力,减小基础底面应力集中,调整桩、土水平荷载的分担等,说明了褥垫层是刚性复合地基设计的重要环节,必须合理选择褥垫层的厚度.     

复合地基褥垫层对桩土应力比的影响研究

从理论上推导了复合地基桩土应力比的计算公式,采用试验和数值计算两种方法,研究褥垫层厚度和模量对桩土应力比的影响,研究结果表明：复合地基桩土应力比随褥垫层的厚度增加而降低,指出褥垫层的合理厚度为200mm～300mm;桩土应力比随褥垫层模量的增大而增大,为防止应力比过大,在工程实践中应合理设置褥垫层的模量。     

实体桩复合地基承载原理

实体桩指目前在地基处理中普遍采用的低强度混凝土桩、水泥土柱等刚性桩、半刚性桩、实体桩复合地基承载原理分为两种：被动上刺原理和主动下刺原理。复合地基由桩、桩间土及其上的褥垫层组成。上部结构通过基础将荷载传递给褥垫层,褥垫层根据桩、桩间土及其与褥垫层的共同作用,再分配给桩、桩间土。基桩承载力的大小受到群桩效应、负摩阻力等因素的影响。桩土应力比最终值是褥垫材料性能、厚度、应力状态、桩与桩间土刚度等的函数     

CFG桩复合地基承载变形特性的数值模拟研究

先对单桩复合地基与群桩复合地基的承载变形特性进行了比较,分析了沉降、桩身轴应力、土中附加应力和桩土应力比方面的差异,然后分析了桩间距、桩长、褥垫层厚度和桩端土性变化对群桩复合地基承载变形性状的影响.数值模拟结果表明:由于辟桩效应影响,单桩复合地基与群桩复合地基在承载变形特性方面差异较大;群桩复合地基中桩与桩间土是否形成...     

CFG桩复合地基的有限元分析

CFG桩复合地基是一种新型的软弱地基处理方法,通过对桩土应力比与褥垫层厚度的关系的有限元分析,并采用CFG桩复合地基中设置不同厚度褥垫层的方法,得到了褥垫层作用下桩土应力比的分布规律,此分布与理论分析一致。该研究为复合地基褥垫层厚度的设置及复合地基优化设计提供了依据。     

刚性基础下复合地基褥垫层加筋影响研究

为了提高桩土荷载分担比,一些建筑工程桩筏基础下的复合地基采用了加筋垫层,然而加筋垫层复合地基的变形协调与荷载传递的影响还缺乏深入研究。采用自制的二维多活动门试验装置与椭圆钢棒相似土填料,开展了无筋褥垫层随桩间土下沉过程的模型试验,获得了不同垫层厚度下无筋垫层的变形与应力协调特性。在模型试验基础上,采用颗粒离散元DEM数值模拟建立了无筋与加筋垫层数值模型,揭示了有、无加筋条件下的褥垫层工作特性区别,并探讨了褥垫层厚度、桩间净距以及加筋位置等对褥垫层工作特性的影响。结果表明:当加筋高度距桩顶超过100 mm时,桩土应力比曲线和褥垫层变形均接近未加筋的情况; 加筋体设置高度小于100 mm时,下方颗粒垫层的变形协调会受到影响,格栅与下部垫层之间产生脱空现象,从而导致桩土应力比随着桩间土下沉量的增加而出现陡升; 陡升段起点对应的桩间土下沉量随着加筋位置的提高而增加,工程中可能会导致复合地基桩体超过承载力而引起复合地基发生破坏。     

粉喷桩单桩复合地基承载及变形特性的数值分析

采用有限元法对粉喷桩单桩复合地基进行数值试验。对在整个加荷过程中单桩荷载传递特性、变形特性和该复合地基桩土应力比的变化规律进行了分析,同时分析了桩体及褥垫层的变形模量对桩土应力比和桩土变形特性的影响。     

高应力作用下CFG桩复合地基承载变形机制

为探究水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基在高应力下的承载变形机制,基于西安市高新区拟建场地CFG桩复合地基高应力现场试验建立数值模型并进行分析。结果表明:该场地CFG桩复合地基的极限承载力不小于1 666 kPa;褥垫层在高应力作用下发生破坏,其协调桩土共同作用能力降低;桩顶向上刺入褥垫层,荷载向桩顶集中,致使桩承担上部荷载的96.5%;桩间土发挥作用能力受限,复合地基相当于单桩承载;褥垫层的厚度与桩土应力比的增长呈现负相关;桩间土与桩顶的沉降差随着荷载的增加而增加,且随着褥垫层厚度的增大呈现先增大再减小的趋势;当单桩承载力满足要求时,为保证高应力下桩间土不因荷载过大而造成复合地基的破坏,应适当减小褥垫层的厚度,降低其流动补偿能力;所得结论可为CFG桩复合地基在高层建筑地基处理设计提供参考。     

复合地基褥垫层作用分析

从桩土协调工作、荷载分配、基础底面的应力缓解三方面论述了复合地基褥垫层的作用,说明了复合地基设计中设置褥垫层的重要性。     

多层加筋垫层刚性桩网复合地基的承载特性

为研究多层加筋垫层刚性桩网复合地基的承载特性,将设置有多层土工格栅的加筋垫层视为大挠度薄板进行分析,运用层合板理论,模拟多层土工格栅与碎石垫层之间的相互作用,建立加筋垫层抗弯刚度矩阵的计算方法。考虑刚性桩网复合地基的三维应力和位移边界条件,根据静力平衡条件,建立加筋垫层应力函数和挠度微分控制方程,并利用伽辽金方法进行求解。在此基础上,利用Winkler地基梁理论和大挠度薄板理论对桩土应力比和格栅拉力进行计算。最后,运用实际工程对计算方法进行验证,并综合分析格栅总层数、铺设间隔和位置等因素对桩土应力比及格栅拉力的影响。研究结果表明:理论计算结果与实测结果较为吻合;随着格栅总层数的增大,桩土应力比增大而格栅拉力降低,铺设2～3层格栅效率最高;随着铺设格栅间隔和底层格栅距桩帽距离的增大,桩土应力比降低,而格栅拉力增大。     

考虑负摩阻力的刚性桩复合地基中性面深度及桩土应力比计算

研究了刚性桩复合地基桩侧摩阻力在线性模式下中性面深度及桩土应力比的计算方法。根据刚性桩复合地基各组成部分的沉降变形关系,推导了垫层–桩–土的变形协调方程。考虑负摩阻力对桩土工作性状的影响,将桩侧摩阻力分布由试验曲线简化为线性模式,同时考虑桩顶刺入褥垫层,桩底刺入下卧层,结合桩土变形协调方程推导了中性面深度、桩顶平面桩土应力比、中性面桩土应力比的计算公式。分析了多种因素对中性面深度及桩土应力比的影响,结果表明:刚性桩复合地基的中性面深度比在0.15~0.35之间,中性面桩土应力比相比桩顶平面桩土应力比增大10%~40%。最后应用于某工程现场载荷试验和某刚性桩复合地基模型试验,计算值与试验值吻合较好。     

基于薄板理论的刚性桩网复合地基桩土应力比计算

 桩土应力比是反映刚性桩网复合地基工作特性的重要指标。根据刚性桩网复合地基的荷载传递特点,对其在路堤填土荷载作用下的桩土应力分担比进行研究。根据加筋垫层–桩–桩间土应力和位移连续条件,将加固区视为整体进行研究。结合加筋垫层的应力–应变特点,选用大挠度薄板理论模拟加筋垫层的受力和变形。考虑加筋垫层的真实边界条件,首先假定加筋垫层四角点简支其余位置自由并进行桩土应力比求解。在该假定基础之上,考虑桩土相互作用影响,通过功能原理推导出真实情况下刚性桩网复合地基的桩土应力比计算方法。采用室内足尺试验对计算方法进行验证,并综合分析褥垫层模量、桩间距、土体基床系数和桩径对桩土应力比的影响。结果表明理论计算结果与试验结果较为吻合,可为工程实践提供参考。     

基于沉降控制的刚性桩复合地基设计方法及应用

Some problems of rigid pile composite foundation design according to current codes have been analyzed. After investigating the function of cushion in rigid pile composite foundation and the influence rules of cushion thickness and stiffness of soil on pile-soil stress ratio,the tangent modulus method proposed by YANG Guanghua is used to study the design method according to settlement control. The design method is presented as follows. Firstly,supposing that pile and soil are independent systems,the nonlinear p-s curves(where p is stress,s is settlement) of pile and soil are calculated,respectively. Then,according to the deformation compatibility principle,the settlement curve of composite foundation is obtained by the above p-s curves. Finally,by controlling settlement and adjusting cushion thickness,loads on piles and soil are optimized,which makes the design of rigid pile composite foundation reach the best state. A practical project design is optimized by this method. The calculation value is very close to the measured settlement,which proves the rationality of this design method. This method better considers pile-soil interaction;and its parameter determination is relatively simple and reliable,so as to give a new idea in rigid pile composite foundation design.